Det här är del fyra i vår intervjuserie om framtidens elbilar med Christian von Koenigsegg. Del ett hittar du här, del två här och del tre här!
Laddning av elbilar är ett stort ämne som engagerar mycket mer än batterier och elmotorer.
Christian von Koenigsegg: – Ja det är väldigt nära slutanvändarna, man vill helst att det ska gå lika fort som att tanka en bil. Eller tänk om det gick ännu snabbare … Men det som är fantastiskt med elbilar, om man som jag bor i en villa, är att bilen kan vara fulltankad varje morgon. Man behöver inte åka förbi en blåsig, regnig mack, med smutsigt dieselhandtag och slabba. Man slipper smutsa ner bilen och stoppa in kort eller pengar.
Bensin är dessutom dyrt och det finns många andra fördelar med eldrift. Men bor man i en lägenhet blir det mer utmanande.
Ja, och kanske ska man åka 50 mil, och så står man där på en regnig, blåsig laddplats i en timme. Kanske har man inte har någon prenumeration utan måste ladda ner en ny app…
CvK: – Ja om man inte kör Tesla som har en jättefördel med sitt eget laddnätverk. Men de bygger många bilar, så det kan bli kö även där, och då måste man bygga ut antalet laddare … det finns många utmaningar med laddning.
Högre volt är bra för att ladda snabbare, varför?
CvK: – Teoretiskt sett kan laddning med högre volt bli billigare på lång sikt, eftersom du kan ha tunnare kablar. Högre volt ger mindre motstånd och material, vilket ger en lättare bil och sänkta förluster.
Kommer 800 volt vara ett minimum om några år?
CvK: – Tesla håller fast vid fyrahundra volt i sitt nätverk, så det kan bli samma sak som mellan videokassetterna med VHS och Betamax, där Betamax var bättre men VHS hade en bättre organisation. Det är svårt att veta vad Tesla kommer att göra, men ska man tänka optimalt ska man upp i volt. Nackdelen är att utvecklingskostnaden blir högre eftersom det inte finns så mycket utvecklat för 800 volt. Men när man väl kommit förbi det är det bättre: mindre råmaterial, snabbare laddning och effektivare.
Är det dyrare bygga en bil med 800 volt?
CvK: – Komponenterna kostar mer eftersom de är nyutvecklade. En 800-volts AC-kompressor har högre prislapp än en 400-volts därför att det går åt mer ingenjörstid just nu, som inte är avskriven. Men fundamentalt är det inte dyrare, det går åt mindre råmaterial.
Kommer vi att gå högre än 800 volt?
CvK: – Det tror jag, Lucid är uppe på dryga 900 volt? 1 000 volt är en jämn bra nivå. Man får stanna någonstans när man ska bygga en infrastruktur, annars får man riva upp den hela tiden för att bygga om.
50 kW var snabbt, men nu känns det segt …
CvK: – Ja precis, det kommer en utplaningseffekt när laddningen blir tillräckligt bra. Då blir det fokus på att få ner kostnaderna.
En annan utmaning är batteriets temperatur.
CvK: – Ja, med stora batterier och låga effektuttag har man inga särskilda problem vid körning. Däremot, när man ska ladda snabbt, vill man värma batteriet och det tar energi. Men återigen, det är inga jätteproblem att ladda ett stort batteri sakta.
Normalt behöver man vätskekylning av batterierna, men den absolut mest effektiva lösning är att ha en vätska som cellerna badar i, som man spolar runt, då får man en enorm ytkontakt. Vanligtvis har man vätskan i slangar, som sicksackar mellan cellerna eller ligger på en platta.
Vi har valt det mest extrema, vilket ger en enorm kontakt. Vätskan är väldigt, väldigt dyr och du behöver ha mycket bra kontroll samt filtrering, för du är inne i det högvoltelektriska systemet.
Vilken är huvudutmaningen med snabbladdning?
CvK: – Först måste man hitta en snabbladdningsstation … Annars är utmaningen cellslitage. Man måste ha kontroll på värmeutvecklingen, på förluster och givetvis på säkerheten.
Vad avgör hur snabb laddning olika biltillverkare har?
CvK: – Det beror på alla parametrar: ombordladdare, celltyp, kylsystem och hur man övervakar batterierna. Två bilmodeller som har samma celler kan ha helt olika laddkapacitet beroende på hur stort paketet är, hur de är sammankopplade, hur många strängar det finns, vilken kylning, vilken laddare, strategi, rädslan från biltillverkarna att batteriet slits under garantitiden, hur mycket man vågar, vilken batteribuffert man har …
Man viktar marknadsföring och användarvänlighet mot garantikostnad…
Hur mycket har snabbladdningen förbättrats om tre–fyra år?
CvK: – I laboratorium kommer det att gå mycket fortare, men ute i verkligheten beror det på hur snabbladdningen byggts ut och vitsen av mycket snabbare laddinfrastruktur i förhållande till mängden bilar som vill betala. Det är ett ”ägget och hönan-problem.” Jag tror inte att det i praktiken kommer att vara jättestor skillnad mot de snabbaste idag, men det kommer att finnas teknik i vissa bilar som sticker ut, som dock kommer att vara lite svår att använda.
Vad krävs för att dagens snabbladdande bilar ska kunna ladda snabbt även upp mot 80 procents laddkapacitet?
CvK: – Framför allt bättre kylning, bättre mjukvara och en cell som är mindre känslig att toppa upp till max. Eller en cell som kan ta ännu högre volt, som du inte använder dig av fullt ut, så att fullt egentligen inte betyder fullt. Då kan det gå snabbare till den punkten. Det är alla små detaljer tillsammans.
Får vi laddkurvor som inte faller som dagens gör?
CvK: – Laddning är ungefär som när du fyller upp ett glas med vatten, det går snabbt i början men är väldigt svårt att fylla fort i slutet, utan att spilla. ”Spiller man” går det åt helskotta med batteripaketet. Det är en fundamental aspekt, men om det blir annorlunda i framtiden med till exempel solid state vet vi inte, det sägs så.
Hur ser du på snabbladdning av dina bilar, på vilket vis kommer de vara bättre än dagens bilar?
CvK: – Vi kommer ha en helt annan cellteknologi som baseras på det vi har idag, fast förfinad. Den kan tillåta mycket snabbare laddning, till en mycket högre kostnad per cell. Membranen är annorlunda och vi har materialet grafen. Hur snabbt kemin kan röra sig från anod till katod. Det kan gå cirka 50 gånger snabbare än i en vanlig cell och är också ungefär lika mycket dyrare. Nackdelen med snabbheten är att man inte får lika mycket energiinnehåll i cellen, som i en trög cell. Men den energi du har kan du flytta jättesnabbt. Det finns idag ingen cell som är både supersnabb och har mycket energi. Man får välja.
Då måste man ha ett större batteri?
CvK: – Nej, inte i vårt fall. I Gemera har vi en förbränningsmotor och bara 7 kWh i batteriet. Fast vi kan tömma 500 kW ur batteriet momentant under några minuter. Sedan laddar vi när man släpper gasen. Det är en helt annan filosofi än i en ren elbil.
I en ren elbil då?
CvK: – Med den snabba cellen måste batteriet bli större. Man kan välja hur snabb cellen ska vara – hur snabbt det går från anod till katod – allt från väldigt hög energitäthet och långsamt till snabbare med mindre energi. För en elbil skulle jag hamna någonstans mitt emellan, men du kan kompensera med pengar, betala mer så får du den snabbare cellen med samma energiinnehåll som en billigare.
Är det kemin som är viktigast och dyrast?
CvK: – Ja, med litiumjon är det det. Med solid state behöver det inte vara det, då är vi mer inne på atomnivå.
Hur snabbt kommer din sportbil att kunna ladda?
CvK: – När vi har en elbil ska den ladda snabbast! Ett batteri på 100 kW bör kunna fyllas till 80 kWh på en kvart. Det handlar om volt, kemi, kylning och mjukvara, samt balans mellan slitage och snabbhet.
Vad är en vanlig bils idealstorlek för ett batteri?
CvK: – I en mellanklassbil där du kan tulla lite på att det inte ska vara en sportbil kan man nöja sig med ett batteri på 80 kilowattimmar, för att inte få för hög vikt och kostnad. Den bör ha 800 volt och däcken ska inte vara bredare än 215 millimeter, med lågfriktion. Designen ska vara snygg och väldigt hal, med övertäckta bakhjul som en gammal Citroën. Då får du 35–40 riktiga mil i kyla och 60 mil på sommaren. Lägg till en bra snabbladdningslösning så tror jag att vi har ett lagom paket.
Skulle du säga att dagens elbilar är en trade off för prestanda? Om vi drog ner kravet på acceleration, skulle vi få elbilar som gick längre?
CvK: – Ja, så är det! Med en trögare cell som förflyttar energin långsammare kan du få in mer energi i paketet. Behöver man exempelvis inte 500 kW utan nöjer sig med 300 kan vi ha en annan cellkemi. Snabb acceleration kräver också att man har en låg utväxling, vilket ger högre förbrukning på långfärd. Skulle man nöja sig med att accelerera till 100 km/h på tio sekunder och jobba på alla andra parametrar skulle räckvidden kunna öka med 20–25 procent.
Den holländska elbilstillverkaren Lightyear bygger en dyr elbil med väldigt lite effekt.
CvK: – Ja, med smala däck, Citroënaerodynamik och med övertäckta bakhjul. Kan man få kunderna att acceptera sämre acceleration får man en billigare bil med längre räckvidd som kräver mindre råmaterial.
Kommer det gå att ladda ett solid state-batteri på fem minuter om några år?
CvK: – Det blir väldigt likt en ultrakondensator så det vore inte orimligt. MEN du har fortfarande sladdar som ska överföra elektriciteten, som måste vätskekylas även om du har 1 000 volt. Det blir också en förlust i processen, så jag tror inte att folk är villiga att betala för tekniken som krävs för att klara att ladda på fem minuter.
Kanske på en Koenigsegg?
CvK: – Ja, pengar är inte ett stort problem på en Koenigsegg, men våra bilar måste fungera i praktiken. Finns det så starka laddare? Det blir kanske två laddportar? Eller kanske en portabel specialutrustning som man tar med till en racerbana, man kör tio varv och zappar till igen. Det är väl där behovet finns.